2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18H01450
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
莅戸 立夫 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (00261149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸上 明生 岐阜女子大学, 家政学部, 教授 (40261177)
工藤 博幸 筑波大学, システム情報系, 教授 (60221933)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ミリ波 / 走査型プローブ顕微鏡 / 熱放射計測 / 高分解能計測 / 画像再構成 / 応用計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，電波であるミリ波帯で動作する走査型近接場顕微鏡技術，ミリ波マイクロスコピーの開発を実施している。近接場センサとして，超高分解能計測が可能な同軸線路型プローブ及び超高感度計測が可能なスリット型プローブを用いた計測システムを構築する。同軸線路型プローブを用いるシステムは，発振器からの波を測定対象に照射するアクティブモードで動作させ，新規評価法の開発を目指して，鋳鉄材料の計測を実施する。スリット型プローブを用いたシステムは放射計測を行うパッシブモードで動作させ，新規分析法の開発を目指して，生体試料を対象とする画像取得を実施する。これらの計測はミリ波マイクロスコピーの特長を活かしたキラーアプリケーションとして新たに提案したものである。本研究では，以上の開発によりミリ波マイクロスコピーの有用性を実証し，その実用化に資することを計画している。以下に，本年度の主な検討事項と得られた成果を示す。
同軸線路型プローブを用いた計測システムに関して，前年度までに実施したプローブの最適化設計結果にもとづいてプローブを製作し，球状黒鉛鋳鉄材料を対象として画像化実験を実施した。その結果，鏡面研磨された試料ではあるが，鋳鉄内の球状黒鉛の画像化に成功した。
スリット型プローブを用いた計測システムで生体試料を対象とする画像取得を行うための検討として，約2マイクロリッターの微量ウシ血清アルブミン（BSA）水溶液を測定対象として，冷却，凍結した固体状態で，水溶液の濃度をパラメータとして画像化実験を実施した。その結果，再構成画像上でもタンパク質構造を特徴付ける物理パラメータである放射率を抽出できる見込みを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね当初の研究計画通り開発が進展しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
同軸線路型プローブを用いた計測システムに関しては，計測システムのミリ波損失を低減して金属材料の導電率変化に対する測定感度を改善するために，新たに設計・製作したデッカプラーを計測システムに組み込んで画像取得を実施する。スリット型プローブを用いた計測システムに関しては，ソフトウエアの開発を主に実施する。測定時間の大幅な短縮を目指して，圧縮センシングを用いた画像再構成法の開発を継続し，計測システムで得られたデータに適用して取得画像の評価を行う。ミリ波マイクロスコピーの応用計測として，微量のタンパク質溶液を対象とする低温領域における画像計測を継続して実施し，温度変化によるタンパク質分子の構造変化に関する情報の蓄積及び解析を図る。更に，鋳鉄材料を対象とする計測を実施し，粗い表面でも鋳鉄材料に含まれる炭素の形状を画像化，識別できるかを検討する。
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